[发明专利]一种利用虚拟温度传感器对电池包温度场的估算修正方法

说明书

本发明公开了一种利用虚拟温度传感器对电池包温度场的估算修正方法，包括：步骤一、获取历史试验的单体锂离子电池的单体电池温度，存储为历史温度；步骤二、建立深度神经网络模型，所述输入参数为真实温度传感器测量的温度、真实温度传感器位置和所述历史温度；所述温度变量存储为初步估算的温度矩阵；步骤三、采集所有单体电池电流和电压的信号，监测到某行的单体电池的电流/电压超过设定的电流阈值/电压阈值，电流传感器/电压传感器要增加对该行单体电池监测的频率；步骤四、计算所述某行单体电池的温度：用所述计算得到的某行单体电池的温度对所述初步估算的温度矩阵中的所述某行温度进行修正。

技术领域

本发明涉及汽车动力电池监测领域，更具体的是，本发明涉及一种利用虚拟温度传感器对电池包温度场的估算修正方法。

背景技术

锂离子电池具有很多优点，目前电动汽车和混合动力汽车上大部分应用的是锂离子电池，其特性参数对电池能量管理系统和安全性能十分重要。尤其是锂离子电池的温度，它对电池的容量、电压、内阻、充放电效率、使用寿命和安全性等方面具有重要影响。

电池在充放电过程当中，电池内部化学反应产生的热量集聚起来必然会导致温度升高，当外界环境温度较高并且电池处在大倍率放电工况时，电池产热加剧且散热不及时，会导致电解液泄漏、产生气泡、冒烟等现象，严重时电池会发生自燃和爆炸。当电池处于极低的温度环境下，电池充放电能力均大幅降低。因此，合适的充放电温度是保证电池性能发挥的关键所在，为了确保锂离子电池循环寿命，良好的电化学性能和能量效率，准确地测量每一节单体电池的温度是十分重要的。准确的单体电池的温度对电池的热管理系统以及电池SOC估算都是十分重要的，这可以让单体电池工作在高效的温度范围内，还可以避免危险状况的发生。

锂电池的温度场可以通过传感器测量直接获得，由于现在的电池包都是由多节单体电池组成的，不同单体电池之间会有一些差异，因此希望能够测量每一节单体电池的参数。但是，由于空间布置或者成本太高等问题，很难测量每节单体电池的特性参数，尤其是温度。现有的测量方法多是测量电池包局部几个点的方法，用来代表整个电池包的温度场，这样的测量方法不能测得每节单体电池的温度，导致一些单体电池处在低温或高温状态时并不能及时被发现，严重影响电池的一致性和安全性，容易使某几节单体电池先达到使用寿命，不仅缩短整个电池包的使用寿命，还不利于以后的梯次利用。因此，能够测量出每一节单体电池的温度是很有必要的。

相对于电流和电压来说，单体电池温度的测量是比较困难的，涉及到温度传感器的布置和成本问题，如何在保证一定测量精度下降低温度传感器的数量是很有必要的。

发明内容

本发明设计开发了一种利用虚拟温度传感器对电池包温度场的估算修正方法，利用神经网络算法对整个电池包的温度场进行初步估算，然后用电压和电流传感器对单体电池的电流和电压信号进行监测，对电流或电压信号异常的单体电池的温度数据进行修正；既可以降低成本，减少布置上带来的麻烦，又能保证一定的精度。

一种利用虚拟温度传感器对电池包温度场的估算修正方法，包括：

步骤一、获取历史试验的单体锂离子电池的单体电池温度，存储为历史温度；

步骤二、建立深度神经网络模型，输入参数有3个，输入层有3个神经元；采用两层隐藏层，每个隐藏层的神经元个数为6个；输出参数为温度变量，输出层为一个神经元；所述输入参数为真实温度传感器测量的温度、真实温度传感器位置和所述历史温度；所述温度变量存储为初步估算的温度矩阵；

步骤三、采集所有单体电池电流和电压的信号，监测到某行的单体电池的电流/电压超过设定的电流阈值/电压阈值，电流传感器/电压传感器要增加对该行单体电池监测的频率；

步骤四、当所述某行的单体电池电流/电压超过设定的电流阈值/电压阈值一定时间时，计算所述某行单体电池的温度：